Yağmur okyanuslardaki karbon alımını düşündüğümüzden daha fazla artırabilir

Karbonun atmosfer, okyanus ve kara arasındaki hareketini izleyen küresel karbon bütçeleri, okyanusların ne kadar karbon emdiğini kabaca %5 ila %15 oranında eksik tahmin edebilir, çünkü mevcut tahminler yağmurun okyanus yüzeyindeki etkilerini tam olarak hesaba katmamaktadır.

Yeni bir çalışma yayınlandı Doğa Jeolojisi yağmurun küresel okyanus karbon alımını, yalnızca rüzgarın yönlendirdiği değişime dayanan hesaplamalarla karşılaştırıldığında %13,6 oranında artırdığını tahmin ediyor. Yağmur, yüzey suyunun daha az tuzlu olmasını sağlar ve kimyasını daha fazla CO₂ alımını destekleyecek şekilde değiştirir.

Columbia İklim Okulu’nun bir parçası olan Lamont-Doherty Dünya Gözlemevi’nde doktora sonrası araştırma bilimcisi olan Carson Witte, “Küresel karbon muhasebesi yaptığımızda yağmuru da hesaba katmamız gerekiyor” dedi. “Bu, yanlış anlamanın okyanus karbon bütçelememizi etkilemesine yetecek kadar büyük bir etki.”

Seyreltme artışı tetikliyor

Yağmur, okyanusun çeşitli şekillerde daha fazla CO₂ emmesine yardımcı olur. Yüzey suyunu seyreltir, çözünmüş CO₂’yi okyanusa taşır (ıslak biriktirme adı verilen bir süreç) ve okyanus ile atmosfer arasındaki gaz alışverişini artıran türbülans yaratır. Yeni analizde, yalnızca rüzgâra dayalı değişime göre artışta en büyük pay, yaklaşık %8 ile seyrelmeden kaynaklanıyor. Islak biriktirme %3,8 ekler. Türbülans tek başına çok az katkıda bulunur, ancak iki süreç birlikte gerçekleştiğinde seyrelmeyi artırır.

%13,6’lık tahmine ulaşmak için araştırmacılar, yağışların deniz yüzeyindeki tuzluluğu zamanla nasıl değiştirdiğini simüle eden, son yağışları ve tazelenmiş yüzey katmanının gelişimini hesaba katan RIM-3 adlı bir model kullandılar. Model uydu tuzluluk gözlemleriyle doğrulanmıştır. Bunu, 60°G ile 60°K arasındaki okyanus bölgeleri için 2000 yılına ait yağış ve rüzgar verilerine uyguladılar.

Karşılaştırma için araştırmacılar aynı verileri, 2024’teki bir çalışmanın %7,7’lik üst tahminine yakın, %8,4’lük daha küçük bir tahmin üreten daha basit bir yöntemle çalıştırdılar. Karşılaştırma, daha basit yaklaşımların, yağmurun yüzey suyunu nasıl seyrelttiğini tam olarak yakalayamayarak yağmurun okyanus karbon alımına katkısını küçümseyebileceğini öne sürüyor.

Çalışmanın %13,6’lık ana hesaplaması aynı zamanda yağmurun soğutma etkisini de içermiyor; bu durum okyanuslardaki karbon alımını daha da artırabilir. Ayrı bir tahminde araştırmacılar, soğutmanın yaklaşık yüzde 2 puana kadar eklenebileceğini hesapladılar ve bunu muhtemel bir üst sınır olarak değerlendirdiler.

Rüzgarın neden olduğu CO₂ alımının nispeten küçük olduğu tropik Hint Okyanusu’nda yağmur, okyanus karbon değişimi üzerinde en büyük bağıl etkiye sahiptir. Tropikal bölgelerde yağmur, normalde okyanusun salacağı CO₂’nin bir kısmını dengeliyor. Yağmur aynı zamanda doğu tropik Pasifik’in küçük bir kısmı dışında okyanustaki CO₂ değişimini daha fazla alıma doğru kaydırıyor.

Karbon ölçümleri yağmurla tazelenen katmanları atlıyor

Witte, yüzey okyanusundaki mevcut CO₂ ölçümlerinin genellikle yağmurun oluşturduğu daha taze katmanları kaçırdığını, bu da yağmurun CO₂ alımını ne kadar artırdığını belirlemeyi zorlaştırdığını söyledi. Bu katmanlar tipik olarak 1 ila 3 metre (3 ila 10 fit) derinliktedir ve rüzgarlar onları aşağı doğru karıştırmadıkça yüzeye yakın yerlerde saatlerce kalabilir.

Önde gelen bir okyanus karbon veri tabanı olan SOCAT’taki ölçümlerin neredeyse %95’i, yağmurun ana etki bölgesinin 5 metre (16 feet) altında alınmıştır. Araştırmacılar, mevcut okyanus karbon gözlemlerinin, yağmurun okyanus yüzeyindeki CO₂ değişimi üzerindeki seyreltme ve türbülans dahil olmak üzere birleşik etkilerinin yaklaşık %30’unu yakaladığını tahmin ediyor.

Yazarlar %5 ila %15 aralığını kesin bir düzeltme olarak değil, genel bir kılavuz olarak tanımlamaktadır. Bu aralık, 2024 araştırmasından elde edilen bulguları ve diğer belirsizlikleri, özellikle de yağmurun yüzey suyunu nasıl seyrelttiğini yansıtıyor. Araştırmacılar henüz bu seyreltme etkisini istatistiksel güvenle ölçemiyor. %13,6’lık rakam, yeni modelin sonuçlarını yalnızca rüzgara dayalı değişimle karşılaştırırken, %5 ila %15’lik tahmin, mevcut okyanus karbon ölçümlerinde zaten yakalanmış olan yağmur etkilerini açıklıyor.

Yağmurun zaman içindeki etkisini takip etme

Ortak yazarlar, Lamont araştırma profesörü ve proje lideri Christopher Zappa ve o sırada Lamont’ta bulunan Notre Dame Üniversitesi’nden Wade McGillis, 2003 yılında yağmurun okyanus ve atmosfer arasındaki gaz alışverişini nasıl etkilediğini araştırmaya başladılar. 2003 ve 2004 yıllarında Arizona’daki Biosfer 2’de yapılan deneyler, yağmurun neden olduğu seyrelmenin okyanus karbon alımını artırabileceğine dair erken kanıtlar sağladı. Zappa ve McGillis tarafından yapılan daha sonraki araştırmalar, yağmurun batı ekvator Pasifik’teki CO₂ değişimi üzerindeki etkisini göstererek yeni küresel analizin temelini attı.

Zappa, yağış, rüzgar, okyanus CO₂ seviyeleri, okyanus sıcaklığı ve tuzluluk oranındaki gelecekteki değişikliklerin, bu değişikliklerin coğrafi olarak nasıl örtüştüğüne bağlı olarak yağmurun okyanus karbon alımına genel katkısını artırabileceğini veya azaltabileceğini söyledi. Seyrelmenin etkisi daha az belirsizdir: “Yağmurdan kaynaklanan seyreltme her zaman okyanusun alımını artırmaya çalışacaktır” dedi.

Yağmurun katkısının ölçülmesi, yağmur ve rüzgarın yüzey sularını karıştırmak için nasıl etkileşime girdiğinin ve yağışın bıraktığı katmanlı katmanların nasıl geliştiğinin daha iyi anlaşılmasını gerektirir. Zappa, “Yağış olaylarını takiben kalan yüzeye yakın tabakalı katmanların karışımı ve evrimi ile yüzey sularının uzun vadeli havalandırması hakkında hala öğrenecek çok şeyimiz var” dedi.

Özellikle ekvator okyanuslarında yüzeye yakın tuzluluk ve yağış miktarına ilişkin daha fazla ölçüm ile yağmur sırasında ve sonrasında hava-deniz CO₂ değişiminin doğrudan ölçümleri, bu bilgi boşluklarının doldurulmasına yardımcı olabilir.